1.介绍

Redis在3.2版本之前List的底层编码是ZipList和LinkedList实现的

在3.2版本之后,重新引入了QuickList的数据结构,列表的底层都是QuickList实现

当List对象中元素的长度比较小或者数量比较少的时候,采用ZipList来存储

当List对象中元素的长度比较大或者数量比较多的时候,采用LinkList来存储

这两种存储方式的优缺点

LinkedList便于在表的两端进行Push和Pop操作,在插入节点复杂度很低,但是它的内存开销很大,首先,它在每个节点上除了要保存数据之外,还要额外保存两个指针。

其次;双向链表的各个节点时单独的内存块,地址不连续,节点多了容易产生内存碎片

ZipList存储在一段连续的内存上,所以存储效率很高,但是它不利于修改操作,插入和删除操作需要频繁的申请释放内存。

特别是当ZipList长度很长的时候,一次Realloc可能导致大批量的数据拷贝

QuickList可以看作一个双向列表,但是列表的每个节点都是一个ziplist,

其实就是linkedlist和ziplist的结合。quicklist中的每个节点ziplist都能够存储多个数据元素。

2.示意图

3.源码实现

typedef struct quicklist {
quicklistNode *head; // 指向quicklist的头部
quicklistNode *tail; // 指向quicklist的尾部
unsigned long count; // 列表中所有数据项的个数总和
unsigned int len; // quicklist节点的个数,即ziplist的个数
int fill : ; // ziplist大小限定,由list-max-ziplist-size给定
unsigned int compress : ; // 节点压缩深度设置,由list-compress-depth给定
} quicklist;

count用来统计所有数据项的个数总和,len用来统计quicklist的节点个数, 因为每个节点ziplist都能存储多个数据项,所以有了这两个统计值。

typedef struct quicklistNode {
struct quicklistNode *prev; // 指向上一个ziplist节点
struct quicklistNode *next; // 指向下一个ziplist节点
unsigned char *zl; // 数据指针,如果没有被压缩,就指向ziplist结构,反之指向quicklistLZF结构
unsigned int sz; // 表示指向ziplist结构的总长度(内存占用长度)
unsigned int count : ; // 表示ziplist中的数据项个数
unsigned int encoding : ; // 编码方式,1--ziplist,2--quicklistLZF
unsigned int container : ; // 预留字段,存放数据的方式,1--NONE,2--ziplist
unsigned int recompress : ; // 解压标记,当查看一个被压缩的数据时,需要暂时解压,标记此参数为1,之后再重新进行压缩
unsigned int attempted_compress : ; // 测试相关
unsigned int extra : ; // 扩展字段,暂时没用
} quicklistNode;

QuickList的迭代器结构,指向迭代器节点元素

// quicklist的迭代器结构
typedef struct quicklistIter {
const quicklist *quicklist; // 指向所在quicklist的指针
quicklistNode *current; // 指向当前节点的指针
unsigned char *zi; // 指向当前节点的ziplist
long offset; // 当前ziplist中的偏移地址
int direction; // 迭代器的方向
} quicklistIter;
// 表示quicklist节点中ziplist里的一个节点结构
typedef struct quicklistEntry {
const quicklist *quicklist; // 指向所在quicklist的指针
quicklistNode *node; // 指向当前节点的指针
unsigned char *zi; // 指向当前节点的ziplist
unsigned char *value; // 当前指向的ziplist中的节点的字符串值
long long longval; // 当前指向的ziplist中的节点的整型值
unsigned int sz; // 当前指向的ziplist中的节点的字节大小
int offset; // 当前指向的ziplist中的节点相对于ziplist的偏移量
} quicklistEntry;

创建QuickList

fill:

-5: 每个quicklist节点上的ziplist大小不能超过64 Kb。(注:1kb => 1024 bytes)

-4: 每个quicklist节点上的ziplist大小不能超过32 Kb。

-3: 每个quicklist节点上的ziplist大小不能超过16 Kb。

-2: 每个quicklist节点上的ziplist大小不能超过8 Kb。(-2是Redis给出的默认值)

-1: 每个quicklist节点上的ziplist大小不能超过4 Kb。

compress:

0 特殊值,表示不压缩

1 表示quicklist两端各有一个节点不压缩,中间的节点压缩

2 表示quicklist两端各有两个节点不压缩,中间的节点压缩

3 表示quicklist两端各有三个节点不压缩,中间的节点压缩

quicklist *quicklistCreate(void) {
struct quicklist *quicklist; // 声明指针
quicklist = zmalloc(sizeof(*quicklist)); // 分配内存
quicklist->head = quicklist->tail = NULL; // 设定头尾指针
quicklist->len = ; // 设定长度
quicklist->count = ; // 设定数据项总和
quicklist->compress = ; // 设定压缩深度
quicklist->fill = -; // 设定ziplist大小限定
return quicklist;
}

创建QuickListNode

REDIS_STATIC quicklistNode *quicklistCreateNode(void) {
quicklistNode *node;
node = zmalloc(sizeof(*node)); // 申请内存
node->zl = NULL; // 初始化指向ziplist的指针
node->count = ; // 初始化数据项个数
node->sz = ; // 初始化ziplist大小
node->next = node->prev = NULL; // 初始化prev和next指针
node->encoding = QUICKLIST_NODE_ENCODING_RAW; // 初始化节点编码方式
node->container = QUICKLIST_NODE_CONTAINER_ZIPLIST; // 初始化存放数据的方式
node->recompress = ; // 初始化再压缩标记
return node;
}